Способ приготовления гидратированных белковых систем для производства аналогов мясопродуктов

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН промышл ения пщ ЧН Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам к авторскому свидетельств(72) Липатов Н,Н Рогов И,А., Башкиров О.ИМамиконян М.Л., Стефанов А.В., Титов Е.И., Щербинин А.А., Мусаев Ш,М, (71) Московский технологический институт мясной и молочной промышленности (56) Салаватулина Р.М. Рациональное использование сырья в колбасном производстве. М,: Агропромиздат, 1985, с,214, Кузьмина ЗЕмельянова Н, Использование соевых белков при выработке колбасных изделий и полуфабрикатов. - Мясная индустрия СССР, Я О, М 1978, с,17-18; Горбатов А.А. Разработка процесса приготовления белковых гелей в колбасном производстве с использованием вибрационного перемешивания. - Дисс. канд. техн, наук. М., 1983, с.176. Авторское свидетельство СССР Х 16581, кл. В 01 Г 7/22, 1982. (54) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ГИДРАТИРОВАННЫХ БЕЛКОВЫХ СИСТЕМ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА АНАЛОГОВ МЯСОПРОДУКТОВ(57) Назначение; пищеваяенность, а именно способы получ ра(19) 810 (11) 18187(51) 6 А 231/31 тированных белковых систем, предназначенных для замены мяса, и может быть использовано при производстве аналогов мясопродуктов, Сущность изобретения: способ предусматривает совмещение операции перемешивания гидратируемого порошкообразного белковосодержащего сырья и гидратирующей жидкости и процессом диспергирования белковых частиц этого сырья в условиях высоких сдвиговых напряжений в градиентном потоке жидкости. Для улучшения. функционально-технолоп- ческих свойств фаршей и стабилизации консистенции готовых мясных продуктов, в которые вводятся пщратированные белково- содержащие системы, путем придания им пространственных структурных форм, аналогичных образуемым белками термообрабатываемого мяса, диспергирование белковых частиц белковосодержащего сырья проводят до достижения ими конкретных размеров, которые обусловлены индивидуальными свойствами белковых макромолекул с учетом параметров дисперсионной среды и режимом термообработки, 1818727Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к способам получения гидратированных белковых систем,предназначенных для замены мяса, и можетбыть использовано при производстве аналогов мясопродуктов.Целью изобретения является получениегидратированных белковых систем, образующих в процессе термообработки содержащих их мясопродуктов пространственные 1 Оструктуры, аналогичные структурам, образуемым белками мяса,Это достигается,эа счет того, что в способе приготовления гидратированных белковых структур, предусматривающем 15совмещение операций перемешивания гидратируемого порошкообразного белковосодержащего сырья и гидратирующейжидкости с процессом диспергирования белковых частиц этого сырья в условиях высоких 20сдвиговых напряжений в градиентном потокежидкости, диспергирование частиц проводятдо достижения ими размеров, удовлетворяющих неравенству 25 КТ10 аКР вах 1 в 1 и где ес - диэлектрическая проницаемдисперсионной среды, Ф.м;а; - радиус взаимодействующих бвых частиц гидратированного порошразного сырья 1-го вида, м;ф о; - Штерновский потенциал бвых частиц гидратированного порошразного сырья 1-го вида, В;1 - параметр Дебая, соответствуюусловиям осуществления ключевой техгической операции, м лко- ообелко- кообно где а,р - конечный радиус диспергирования частиц порошкообразного белковосодержа щего сырья 1-го вида, гидратированного в водной среде, м;1 - постоянная Больцмана, Дж.К ;Т - определяющая температура термообработки мясопродукта, предусмотренная 35 его технологией, К;Оп; - максимум на кривой энергии взаимодействия между сферическими частицами порошкообразного белковосодержащего сырья 1-го вида, гидратированного в водной 40 среде, радиусы которых равны 10 7 м, Дж;О - дальний минимум энергии взаимодействия этих же частиц, Дж.При этом для определения Ох и Цю на основании формулы 45гАа13 Б 288 с а ф г 1 п 1 фехф 1 сЮ)- с 112 НА - постоянная молекулярных сил притяжения Гамакера, Дж;Н - расстояние между поверхностями взаимодействующих частиц, м,учитывающей инидивидуальные свойства белковых макромолекул и параметры жидкой дисперсионной среды, соответствующие условиям термообработки мясопродуктов, осуществляют ЭВМ-ное моделирование изменения энергии взаимодействия Омежду частицами порошкообразного гидратированного белковосодержащего сырья 1-го вида,Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.На основании экспериментальной или справочной информации о значениях, определяющих температуры и рН дисперсионной среды мясопродукта, в котором предполагается использовать гидратированную белковую систему, соответствующих операции его термообработки, с помощью формулы 6, 0221 е (ге-рн) г о,в с 1 сТ с(3) где е - заряд электрона, Кл;И - постоянная Больцмана, Дж.К;Т-температура термообработки мясопродукта, К,рассчитывают объективно отражающий эти условия параметра Дебая. Затем на основании формулы (2) осуществляют ЭВМ-ное моделирование соответствующей оговоренным условиям энергии взаимодействия между частицами гидратированного белковосодержащего сырья 1-го вида, размеры которых равны 10 м. По результатам моделирования определяют Опю и Ови, входящие в неравенство (1), и на основании этого неравенства рассчитывают Ор, Далее с помощью одного из известных устройств, например аппарата Я 5-ФСА, выполняют перемешивание гидратируемого порошкообразного белковосодержащего сырья и гидратирующей жидкости, в процессе которого производят гидродинамическое диспергирование белковых частиц гидратируемого сырья до размеров Окр.П р и м е р 1, Приготовление гидратированной белковой смеси на базе соевого изолята "РРЕ", предназначенной для последующего использования в технологии варенной колбасы "Столовая", термическая обработка которой предусматривает максимальный прогрев фарша до усредненной по объему батона температуры 343 К, Количественным параметром, отражающим специ 1818727фичность физико-химических свойств белковых.частиц соевого изолята, ответственным за формирование коагуляционных структур, аналогичных структурам, образуемым белками мяса в процессе термообработки, является Штерновский потенциал (фо) соевого белка, равный -3,301 10 В. Другим параметром(индивидуальным параметром процесса термообработки), ответственным за термокоагуляционное структурообразование и зависящим как от специфических физико-химических свойств соевого белкового изолята, так и от среднестатистических физико-химических свойств свинины и говядины, взятых в соотношении, соответствующем рецептуре колбасы "Столовая", является рН фарша при указанной температуре термообработки, равный 5,40.Для определения конкретных размеров, до которых в соответствии с заявленным способом необходимо диспергировать частицы порошкообразного соевого иэолята, с применением формулы (3) рассчитывается параметр Дебая (К), предопределенный температурой с рН процесса термообработки, равный 2,642 10 м, затем с помощью-7персонального компьютера 1 ВМАТ на основании математических зависимостей (2) и (1); приведенных в формуле изобретения, сначала рассчитываются значения О,и О, равные соответственно 16,003 10 Дж и -4,770 10 Дж, а далее и сам, крити ческий радиус (Ор), равный 2,642 10 м. Диспергирование частиц соевого белкового изолята до указанного размера осуществляют в процессе их перемешивания с водой в аппарате Я 5-ФСА под действием сдвиговых напряжений с окружных коаксиальных потоках гидратирующей жидкости при максимальном град 1 иенте скорости сдвига, равном -260 с, продолжительность приготовления гидратированной белковой смеси для указанных условий составляет 165 с,П р и м е р 2, Приготовление гидратированной белковой смеси на базе казеината натрия, предназначенной для использования в технологии вареной колбасы "Городская", термическая обработка которой предусматривает максимальный прогрев фарша до усредненной по объему батона температуры 343 К. Количественным параметром, отражающим специфичность физико-химических свойств белковых частиц казеината натрия. ответственным за формирование коагуляционных структур, аналогичных структурам, образуемым белками мяса в процессе термообработки, является Штерновский потенциал (фо) казеина, равный -3,409 10 В, Другими параметрами(индивидуальными параметрами процесса, термообработки), ответственными эа термокоагуляционное структурообразование и зависящими как от специфических физико-химических свойств казеината натрия, среднестатистических физико-химических свойств свинины и говядины, взятых в соотношении соответствующем рецептуре колбасы Городская", так и от предусмотренного ее технологией добавления раствора хлорида кальция, являются рН и рСа фарша при укаэанной температуре термообработки, соответственно равные 5,37 и 5,61, Конкретный размер, до которого необходимо диспергировать частицы гидратированного казеината натрия, определяется по результатам математического моделирования на основании зависимостей (1), (2) и (3), приведенных в описании и формуле изобретения, Для этого с помощью формулы (3) рассчитывается параметр Дебая (К), который равен 8,052 10 м, далее с применением математической зависимости (2) находятся значения О,и О, соответственно равные 11,365 10 Дж и -9,897 10 Дж, и на основании неравенства (1) рассчитывается значение критического радиуса (Ор), равное 3,781 10 .Диспергирование частиц казеината натрия до требуемого в соответствии с формулой изобретения размера осуществляют в процессе его гидратации водой в куттере Л 5-ФК 1 Н под действием сдвиговых напряжений в "пристенных" слоях серповидных ножей при максимальном градиенте скорости сдвига, равном -140 см . Продолжительность обработки гидратируемой смеси для указанных условий ее приготовления составляет 720 с,П р и м е р 3. Приготовление гидратированной белковой смеси на основе изолята хлопкового белка, предназначенной для использования в технологии вареной колбасы "Новинка", термическая обработка которой предусматривает максимальный прогрев фарша до усредненной по объему батона температуры 343 К. Количественным параметром, отражающим специфичность физико-химических свойств белковых частиц иэолята хлопкового белка, ответственным за формирование коагуляционных структур, аналогичных структурам, образуемым белками мяса в процессе термообработки, является Штерновский потенциал фо) хлопкового белка, равный -9,200 10 В. Другими параметрами, ответственными за термокоагуляционное структурообразование и зависящими как от специфических физико-химических свойств изолирован но1818727 ЭТОМ О макс зависимости белковых м жидкостной ствующих у ясопродуктого хлопкового белка, среднестатистических физико-химических свойств свинины и говядины, взятых в соотношении, соответствующем рецептуре колбасы "Новинка", так и от предусмотренного ее технологией введения 5 раствора хлорида кальция, являются рН и рСа фарша, соответственно равные 5,40 и 5,61.Для определения конкретных размеров, до которых в соответствии с заявленным способом необходимо диспергировать 10 частицы порошкообраэного изолята хлопкового белка, сначала с помощью формулы (3) рассчитывается объективно отражающий оптимальные условия структурообразования в процессе варки параметра Дебая (М), 15 который равен 8,041 10 м, затем на ос 6 -1новании приведенных в формуле изобретения математических зависимостей (2) и (1) проводится компьютерное моделирование, о результате которого расчетные значения 20 О,паи О,пполучаются соответственно равФормула изобретения СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ГИДРА ТИ РОВАН Н ЫХ БЕЛ КОВ ЫХ СИСТЕМ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА АНАЛОГОВ МЯСОПРОДУКТОВ, предусматривающий совмещение операций перемешивания гидратируемого порошкообразного бел ковосодержащего сырья и гидратирующей жидкости с процессом диспергиро-. вания белковых частиц этого сырья, отлицзющоися тем, что, с целью повышения качества фаршей и консистенции 35 готовых продуктов, диспергирование белковых частиц проводят до достижения ими размеров, удовлетворяющих неравенству ЗсТ -74010 Омин устанавливаот индивидуальных кромолекул и пара дисперсной среды, овиям термообрапо формуле кр - конечный радиус диспергичастиц парошкообразного белными 191,985 10 Дж и -7,119 10 Дж, а критический радиус частиц изолята хлопкового белка - 0,283 10 7 м.Диспергирование частиц изолированного хлопкового балка до указанного размера осуществляют в процессе их перемешивания с плазмой крови в аппарате Я 5-ФСАп, Продолжительность приготовления гидратированной белковой смеси для указанных условий составляет 375 с,Продолжительность диспергирования порошкообразного белковосодержащего сырья, гидратируемого в соответствии с приведенными выше примерами, необходимая для достижения степени дисперсности белковых частиц, обеспечивающей выполнение неравенства (1), была определена эмпирически путем отбора проб через каждые 15 с процесса последующего их просмотра в поле электронного сканирующего микроскопа при увеличении в 10000 раз. ковосодержащего сырья 1-го вида, гидратированного в водной среде, м;М - постоянная Больцмана, Дж е К ;Т - определяющая температура термооб работки мясопродукта, предусмотренная его технологией, К;Омакс - максимум на кривой энергиивзаимодействия между сферическими частицами порошкооб разногобелковосодержащего сырья 1-го вида, гидратированного в водной среде, радиусы которых равны 10 7 м,Дж;Омин - дальний минимум энергиивзаимодействия этих же частиц,Дж;ес - диэлектрическая проницаемостьдисперсионной среды, ф ф м;а - радиус взаимодействующих белковых частиц гидратированного порошкообразного сырья 1-го вида, м;рщ - Штерновский потенциал белковых частиц гидратированного порошкообразного сырья 1-го вида, В;М - параметр Дебая, соответствующийусловиям осуществления ключевойтехнологической операции, мА - постоянная молекулярных силпритяжения Гамакера, Дж;Н - расстояние между поверхностямивзаимодействующих частиц, м.1818727 Составитель Н, АрцыбашеваТехред М.Моргентал Корректор М. Керецман Редактор Л. Народная Тираж Подписное НПО "Поиск" Роспатента113035, Москва, Ж, Раушская наб,. 415 Заказ 1662 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101